【应用】适用于DDR内存总线终端电源的线性稳压器,具有良好的负载调整率和瞬态调整能力

2021-03-24 思瑞浦
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在存储器中,对于位线较少的数据传输,通过传统无源总线终端电阻器(戴维南端接)将DDR传输线阻抗与电源阻抗匹配,从而降低成本( 如图1)。


图1、源总线终端线路图


当Q1导通时,Q2关断,电流通过电阻RS和RT从VDDQ流到VTT,此时VTT终端Sink电流,接收器输入电压 (Vin)高于Vref, Receiver实现数字信号“1”输入;当Q2导通时,Q1关断,电流从VTT通过RT和RS经Q2到地,VTT终端Source电流,此时Vin低Vref, Receiver实现数字信号“0”输入。


为了获取更快的数据传输率和保证数据传输的稳定,越来越多的工业、汽车、通信和便携式电子系统使用DDR存储器进行数据传输。在DDR存储器中,多个位线共享一个VTT电压。在DDR数据读写中,为了保证接收端数据读写准确,Vin必须大于或小于Vref电压125mV才能保证比较器的正确翻转。


以DDR4为例,假设共有50位线。此时传统的无源终端电阻器就要考虑功耗的问题,特别是在高位线与低位线不对称时,此时不得不降低RP电阻。一般Q1和Q2的导通阻抗几十欧姆(以20Ω为例),在 DDR4中,当高bit位多于低bit位时,VTT吸收电流,为了保证数据读写的准确,推算公式:

计算得出VTT电压不能小于0.428V。


以此DDR4为例,当全为低位时,为了保证VTT电压,此时RP电阻不能超过1Ω,将带来的0.92W的功耗,计算公式:

而因RP电阻就额外带来了0.78W的功耗,这将是无法接受的。


与无源端接相比,有源端接(图2)的优势是可以提供具有大电流输出能力的稳定VTT电压,这样可以从源头上避免无源终端因阻抗匹配问题造成读写数据错误,同时,由于Rp分压电阻的去除,可以大大提升系统效率。

图2

VTT是一个同时具有Sink和Source能力的有源终端,它的工作模式和无源端接一样,但是在Sink或者Source电流时,有源端接通过内部环路自动调整VTT电压,保证VTT电压始终等于 1/2*VDDQ。


思瑞浦推出的TPL51200是一款适用于DDR内存总线终端电源的高性能线性稳压器

和一些DCDC解决方案比较,TPL51200减少了器件数量,节省了板子的空间和系统成本。只需较少的MLCC电容,在全温度范围内(-40℃~+85℃)拥有很好的负载调整率,如图3所示。

图3

同时TPL51200也具备很好的瞬态调整能力,如图4所示。

图4

TPL51200内置软启(如图5)、短路保护(如图6)、过流保护、过温保护等功能,还可以监视输出电压的PGOOD脚,帮助确认 VTT的建立,保证数据读写的准确性。

图5


图6

DDR终端电源芯片TPL51200能满足DDR、DDR2、DDR3、DDR3L、DDR4、LPDDR4等VTT总线终端电源的需求。

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